Découvrir l'approximation affine d'une fonction au voisinage d'un point • Constater que pour un taux d'évolution t « assez petit », deux évolutions successives de
Previous PDF | Next PDF |
[PDF] MEILLEURE APPROXIMATION AFFINE
2 f x g x f x g x (c'est-à-dire lorsque g 1 est plus « proche » de f que g 2 sur I)1 Si f est dérivable en x0, on appelle fonction affine tangente à f en x0 la fonction
[PDF] Approximation affine dune fonction - Emmanuel Morand
Approximation affine d'une fonction Formule d'approximation On consid`ere une fonction f dérivable en x0 1 Donner l'équation de la tangente T `a la courbe
[PDF] Approximation affine dune fonction et méthode dEuler - Mathazay
I- Approximation affine d'une fonction Soit A(a; f (a)) un point appartenant à la courbe Cf représentant une fonction f définie sur un intervalle I de R et dérivable
[PDF] Approximations affines
APPROXIMATIONS AFFINES 1 ▫ La courbe ci-dessous représente une fonction f dérivable sur un intervalle I T est la tangente à Cf au point A d'abscisse a
[PDF] Équation des tangentes et approximation affine - fadagogocom
y = 11+6(x-2) = 6x-1 L'approximation affine ou linéaire Supposons que la fonction f(x) ait une dérivée au point a :
[PDF] T P n°1 Meilleure approximation affine dune fonction en un point
Meilleure approximation affine d'une fonction en un point Il s'agit Etant données une fonction f et sa représentation graphique C dans un repère, on considère
[PDF] Approximation affine et applications aux évolutions successives
Découvrir l'approximation affine d'une fonction au voisinage d'un point • Constater que pour un taux d'évolution t « assez petit », deux évolutions successives de
[PDF] Approximation affine – Méthode dEuler
Partie A 1 Ouvrir une nouvelle figure GeoGebra Tracer en bleu la courbe représentative de la fonction f définie sur ℝ par f(x) = x2 Placer le point A de
[PDF] Nombre dérivé-approximation affine ··· ··· Démonstration (i) ··· ··· ··· ···
5 sept 2009 · 1 2 Interprétation graphique Interprétation graphique Soit f une fonction dérivable sur un intervalle I Soit x0 dans I On note (Cf ) la
[PDF] approximation linéaire fonction deux variables
[PDF] formule d'approximation
[PDF] english synonyms list pdf
[PDF] paces
[PDF] extraction et séparation d'espèces chimiques exercices
[PDF] extraction separation et identification d'espèces chimiques cours
[PDF] extraction separation et identification d'espèces chimiques
[PDF] une substance constituée de plusieurs espèce chimique est un
[PDF] schéma fécondation terminale s
[PDF] de la fécondation ? la naissance svt 4ème pdf
[PDF] controle de la fecondation a la naissance
[PDF] études de physique débouchés
[PDF] que faire après une licence de physique chimie
[PDF] que faire après une licence de physique
Enseignement de mathématiques
Classe de première STMG
Dérivation : Approximation affine et applications auxévolutions successives
Contexte pédagogique
Objectifs
Calculer un nombre dérivé et l'identifier au coefficient directeur de la tangente. Déterminer une équation de la tangente en un point du graphe d'une fonction trinôme du second degré. Découvrir l'approximation affine d'une fonction au voisinage d'un point. Constater que pour un taux d'évolution t " assez petit », deux évolutions successives de taux t peuvent être approchées par une évolution de taux 2t. Étudier l'erreur commise en effectuant une telle approximation. Extrait du programme de l'enseignement de mathématiques du cycle terminal STMGBulletin officiel n° 6 du 9 février 2012
Contenus Capacités attendues Commentaires
Dérivation
Application : nombre
dérivé, tangente. Calculer le nombre dérivé et l'identifier au coefficient directeur de la tangente.Déterminer une équation de la
tangente en un point du graphe d'une fonction trinôme du second degré.Tracer une tangente.
La tangente en un point
K d'abscisse
x K est définie comme la droite passant par K de coefficient directeur f '(x KPrérequis, capacités
Équation réduite d'une droite.
Proportions.
Évolutions successives, évolution globale.
Utilisation d'outils logiciels :
Tracé de courbes sur la calculatrice, zoom.
Adressage relatif, adressage absolu.
MEN/DGESCO-IGEN Juin 2013
Ressources pour le lycée technologique
éduSCOL
Les intentions
Il est possible de remplacer deux évolutions successives de taux t par une évolution de taux 2t pour t
" assez petit ». Ce faisant, on effectue une approximation affine de la fonction f (x) = (1 + x) 2 au voisinage de 0 par sa tangente d'équation y = 1 + 2x.Après avoir constaté la possibilité d'utiliser cette approximation affine, on étudiera l'erreur commise
dans différents cas.L'équation réduite de la tangente à une parabole permet d'obtenir une approximation affine du polynôme
du second degré associé au voisinage d'un point. Afin de faire découvrir aux élèves la notion
d'approximation affine, on peut leur faire constater que la parabole et la tangente sont très proches au
voisinage du point considéré, que ce soit de manière graphique (calculatrice et zoom par exemple), à
l'aide d'un tableau de valeurs (réalisé sur tableur ou calculatrice) ou par une étude théorique.
Présentation du problème
Si l'étude d'une approximation affine peut s'appliquer à toute fonction polynôme du second (ou du
troisième) degré, il est également possible en choisissant la fonction considérée de faire un lien avec
les évolutions successives, comme proposé ici.Il est possible de remplacer deux évolutions successives de taux t (soit une évolution globale de
coefficient multiplicateur (1 + t) 2 ) par une évolution de taux 2t (de coefficient multiplicateur (1 + 2t))lorsque t est " suffisamment petit ». Les élèves ont d'ailleurs spontanément envie de faire cette
approximation, et ce quelle que soit la valeur du taux d'évolution t considéré.Pour justifier cette approximation, ou pour étudier l'erreur commise, on considère la fonction f définie
sur R par : f x) = (1 + x) 2 soit f (x) = 1 + 2x + x 2 C ) étantla courbe représentative de la fonction f dans un repère orthogonal, la tangente à la courbe
C ) au point d'abscisse 0 a pour équation y = 1 + 2x.L'approximation affine de f au voisinage de 0 est donc la fonction g définie sur R par g(x) = 1 + 2x.
On peut envisager plusieurs utilisations ce cet exemple :1. À l'aide de la calculatrice, tracer la courbe représentative de f, sa tangente au point d'abscisse
0 puis zoomer pour constater que la courbe et
la tangente semblent se confondre au voisinage de 0. On peut aussi utiliser la table de la calculatrice pour afficher les valeurs prises par les fonctions f et g (et éventuellement f - g) au voisinage de 0. En effet, comparer des valeurs permet de prendre conscience que plus on est proche de zéro, plus l'approximation est bonne (et inversement, que plus on s'éloigne de zéro moins l'approximation est bonne).2. À l'aide du tableur, calculer les valeurs de f et les valeurs obtenues à l'aide de
l'approximation affine pour des valeurs de t proches de 0. Il est alors intéressant de calculer également les erreurs absolue et relative commises avec l'approximation affine. Ceci permetd'utiliser le tableur avec les élèves et également de réinvestir le chapitre sur les évolutions.
3. Après avoir déterminé l'équation réduite de la tangente à la courbe au point d'abscisse 0, on
calcule l'erreur commise en utilisant l'approximation affine au lieu de la fonction f. L'erreur absolue est ici la fonction définie sur R par h(x) = x 2 Ministère de l'éducation nationale (DGESCO - IGEN) Page 2 sur 5Mathématiques - Classe de première STMG - Approximation affine et application aux évolutions successives
Applications
Application 1 - Comparaisons à l'aide de la calculatriceÀ partir de l'expression de la fonction f, on trace sur calculatrice la courbe représentative de f et sa
tangente au point d'abscisse 0.On cherche à savoir pour quelles valeurs de x la courbe représentative de f " colle » à sa tangente au
point d'abscisse 0. Zoomer permet d'effectuer des observations et de comparer les écarts entre les
valeurs de la fonction et les valeurs approchées. On observe que plus x est grand en valeur absolue,
plus la courbe " s'éloigne » de sa tangente. L'approximation affine se justifie donc au voisinage de 0.
Exemple d'énoncé :
1. Approximation linéaire dans le cas de deux évolutions successives de taux t :
1.A. Le prix d'un article augmente deux fois successivement du taux 0,03 (soit 3 %). Quel est
le coefficient multiplicateur global correspondant à ces deux augmentations successives ? Quelle erreur sur le coefficient multiplicateur fait-on si l'on considère que le taux global d'augmentation est 0,06 ?1.B. Le prix d'un article augmente deux fois successivement du taux 0,5 (soit 50 %). Quel est
le coefficient multiplicateur global correspondant à ces deux augmentations successives ? Quelle erreur sur le coefficient multiplicateur fait-on si l'on considère que le taux global d'augmentation est 1 ?2. On considère la fonction f définie sur R par f (t) = (1 + t)
2 . Soit (C) la courbe représentative de la fonction f dans un repère orthogonal.2.A. Déterminer l'expression de la fonction dérivée f ' et l'équation réduite de la tangente à
C ) au point d'abscisse 0.2.B. Afficher sur l'écran de la calculatrice la courbe représentant f et cette tangente, zoomer
sur le point d'abscisse 0.2.C. Comparer l'écart entre f (0,03) et (2 × 0,03 + 1) puis entre f (0,5) et (2 × 0,5 + 1).
Ministère de l'éducation nationale (DGESCO - IGEN) Page 3 sur 5Mathématiques - Classe de première STMG - Approximation affine et application aux évolutions successives
Application 2 - Étude sur tableur de l'erreur commiseDans le cas de taux d'évolution " assez petits », le taux d'évolution global correspondant à deux
évolutions successives de taux t peut être approché par 2t.On utilise une feuille de calcul afin de déterminer, pour différents taux d'évolution, l'erreur absolue et
l'erreur relative commises en effectuant cette approximation.Exemple d'énoncé :
1. Quelles formules, que l'on recopie ensuite de façon automatique vers la droite, entre-t-on
dans les cellules B2 ? B3 ? B4 ?2. Pour que l'erreur sur la valeur finale ne dépasse pas 1 % de la valeur initiale, quel est le taux
d'évolution maximum pour lequel on peut faire cette approximation ?3. Un article coûte 100 €. Son prix augmente deux fois successivement du taux t et on approche
ces deux augmentations successives par une augmentation globale de taux 2t. Afin quel'erreur commise reste inférieure à 1€, quel est le taux d'évolution maximum pour lequel on
peut faire cette approximation ?4. Un article coûte 100 000 €. Son prix augmente deux fois successivement du taux t et on
approche ces deux augmentations successives par une augmentation globale de taux 2t. Afinque l'erreur commise reste inférieure à 100 €, quel est le taux d'évolution maximum pour
lequel on peut faire cette approximation ? Les formules utilisées dans les cellules du tableur ci-dessus sont les suivantes :B2 : =(1+B1)^2
B3 : =1+2*B1
B4 : =B3-B2
B5 : =(B3-B2)/B2 avec format de cellule : pourcentage.Pour répondre aux questions 3. et 4., on peut ajouter dans le tableur une cellule avec le prix de l'article
et une ligne de calculs donnant l'erreur commise en euros. Ceci permet ainsi de faire appel aux références absolues dans le tableur. La formule entrée dans la cellule B8 est alors =$B$7*B2-$B$7*B3 ou encore =$B$7*B4.Remarque : En entrant dans la cellule B8 la formule =100*B4, il n'est pas nécessaire d'utiliser les
références absolues. Mais cela impose de modifier la valeur dans la cellule B8 avant de la recopier
pour la question 4. Ministère de l'éducation nationale (DGESCO - IGEN) Page 4 sur 5Mathématiques - Classe de première STMG - Approximation affine et application aux évolutions successives
Pour un article coûtant 100 €, l'erreur commise reste inférieure à 1 € pour les taux inférieurs à 0,1 (soit 10 %).
Pour un article coûtant 100 000 €, d'après ce tableau l'erreur commise reste inférieure à 100 € pour lestaux inférieurs à 0,03 (soit 3 %). Modifier les valeurs du taux considéré à la ligne 1 permettra d'obtenir
une valeur plus précise du taux " limite » recherché. Ministère de l'éducation nationale (DGESCO - IGEN) Page 5 sur 5Mathématiques - Classe de première STMG - Approximation affine et application aux évolutions successives
quotesdbs_dbs9.pdfusesText_15